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Pour quelques Ampères de Plus For a Fistful of Amperes Jean-Pierre Petit Jean-Pierre Petit Traduit par : Translated by : __________________________________________________________________________ 1 Hmmmm…. Encore un de ces trucs relativistes _____________________________________________________________________ Hmm, another one of those relativist things _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2 _____________________________________________________________________ 3 PROLOGUE _____________________________________________________________________ PROLOGUE _____________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Il pleut, pas moyen de sortir de la maison _____________________________________________________________________ It’s raining, we’re stuck indoors _____________________________________________________________________ ______________________________________________ Papier, ciseaux, ficelle…. Fariboles ! Que peut-on faire avec cela ? Rien… _____________________________________________________________________ Paper, scissors, string, odd bits. What can we do with that ? Nothing ! _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________ Qu’est-ce que vous racontez ? Il fait un temps superbe ! _____________________________________________________________________ What are you talking about, it’s great weather _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Eh oui, il faudrait de réels moyens de laboratoire pour faire des choses intéressantes. Un cyclotron… un laser ? _____________________________________________________________________ Yeah, we need a real laboratory setup to be able to do anything interesting. A Cyclotron… aé laser ? _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ De quoi vous plaignez-vous ? Vous avez tout sous la main ! _____________________________________________________________________ Why are you complaining ? You’ve got everything you need _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Tu ne vas pas me faire croire que dans cette maison se trouve de quoi illustrer des grands problèmes scientifiques ! _____________________________________________________________________ You’re not trying to tell me that is this house we’ve got what we need to look at great scientific problems ! _____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Rutherford (*) disait qu’il aurait pu faire de la recherche au Pôle Nord _____________________________________________________________________ Rutherford (*) said that he could do research at the North Pole _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________ Mais, ici, qu’est-ce qu’on peut faire ? _____________________________________________________________________ Yes but what can we do here ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________ Vous m’amusez, tous. Pas un parmi vous ne serait capable de m’expliquer comment fonctionne une lampe à incandescence _____________________________________________________________________ You all make me laugh. None of you are capable of explaining how a normal light bulb works. _____________________________________________________________________ __________________________________________________________ (*) Physicien Néo-zélandais ; découvrit l’atome en 1905 _____________________________________________________________________ (*) New Zealand Physicist, discovered the atom in 1905 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 4 Bon, ne paniquons pas. Le filament chauffe parce qu’un COURANT ELECTRIQUE le traverse _____________________________________________________________________ OK don’t panic. The filaments heats up because it has an ELECTRIC CURRENT going through it. _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ C’est quoi, le courant électrique, déjà ? _____________________________________________________________________ What is electric current again ? _____________________________________________________________________ _______________________________________________________ Hum, tout se complique…… _____________________________________________________________________ Hmm, it’s getting complicated _____________________________________________________________________ _________________________________________ NULS ! Vous êtes tous nuls ! _____________________________________________________________________ You’re hopeless all hopeless _____________________________________________________________________ ___________________________________________________ Pourquoi est-ce que le filament chauffe ? _____________________________________________________________________ Why does the filament heat up ? _____________________________________________________________________ __________________________________________________ INTENSITE _____________________________________________________________________ INTENSITY _____________________________________________________________________ __________________________________________________________ Voyons, je crois qu’on peut simuler cela à l’aide d’une analogie hydraulique _____________________________________________________________________ Let’s see. I think we can simulate that with the help of a hydraulic analogy. _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________ Un appareil pour les lavements, récupéré au grenier ; un compteur à eau déconnecté …. _____________________________________________________________________ A washing apparatus found in the atic, a disconnected water meter… _____________________________________________________________________ _________________________________________________________ Je croyais les avoir entendus parler d’électricité ? ….. _____________________________________________________________________ Wasn’t someone talking about electricity ? _____________________________________________________________________ __________________________________________________________ Enfantin : le dénivelé h représente la DIFFERENCE DE POTENTIEL _____________________________________________________________________ Dead easy . The incline h represents the DIFFERENCE IN POTENTIAL _____________________________________________________________________ __________________________________________________________ Le tuyau représente la RESISTANCE ELECTRIQUE. Si L est la longueur et s la section, le débit est proportionnel à hs/L _____________________________________________________________________ The pipe represents the ELETRICAL RESISTANCE. If it has a length L and a cross section S, the output is proportional to (hs/L) _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Si on double la longueur du tuyau, le débit est divisé par deux _____________________________________________________________________ If we double the length of the tube te output is reduced by half. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 5 RESISTANCE RESISTANCE _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Sophie, quel type de frottement limite la vitesse des électrons dans les conducteurs ? _____________________________________________________________________ Sophie, what type of friction limits the speed of electrons in conductors ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Un fil de cuivre n’est pas un tube creux _____________________________________________________________________ A copper wire isn’t an empty tube. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Les atomes sont fixes dans un métal et forment une sorte de réseau. Il existe à toute température des électrons libres qui peuvent se déplacer dans ce réseau. Ce sont les collisions avec les atomes qui vont gêner la progression, donc crée cet effet de RESISTANCE ELECTRIQUE. _____________________________________________________________________ In a metal, atoms are fixed and form a sort of network. Free electrons exists at all temperatures and can move in this network. It is when the collide with atoms that their process will be hindered and so create an effect of ELECTRICAL RESISTANCE _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Mais pourquoi est ce que le métal chauffe ? _____________________________________________________________________ But why does the metal heat up ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Ces collisions ébranlent la structure atomique, et ces ébranlements se propagent de proche en proche, en constituant un effet de CONDUCTION THERMIQUE _____________________________________________________________________ The collisions shake up the atomic structure and the shaking is passed from one atom to another so creating a THERMAL CONDUCTION Effect _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Ah oui, c’est ce qu’on appelle L’EFFET JOULE _____________________________________________________________________ Oh yes, that’s what’s called the JOULE EFFECT. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ tout s’éclaire _____________________________________________________________________ it’s all becoming clear _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ mais cela n’explique pas pourquoi le filament d’une lampe émet de la lumière… _____________________________________________________________________ but that doesn’t explain why a bulb’s filament emits light… _____________________________________________________________________ 6 Ces ébranlements peuvent même disloquer le réseau métallique il y a alors fusion _____________________________________________________________________ The shaking up can even dislocate the network resulting in fusion _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ fusible _____________________________________________________________________ fuse _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Eh, ça crame ____________________________________________________________________ Eh it’s burning _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Et la lumière, d’où vient-elle _____________________________________________________________________ So where does the light come from ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Imagine qu’on représente cette fois les atomes comme des cloches reliées les unes aux autres par des liens élastiques _____________________________________________________________________ This time imagine atoms represented as bells conencted to each other with elastic. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Cela constitue une bonne image du phénomène de conduction thermique dans un solide. _____________________________________________________________________ That gives a good picture of the thermal conduction phenomenon in a solid _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Si tu donnes à ces « atomes-cloches » des suites d’impulsion asses molles, celles-ci se propageront de proche en proche à toute la structure, par l’intermédiaire des liens élastiques _____________________________________________________________________ If you give one of these atom-bells a series of gentle pushes they will propagate to the whole structure through the elastic. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 7 L’INCANDESCENCE _____________________________________________________________________ INCANDESCENCE _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Mais si l’impulsion est plus sèche, ou si un grand nombre d’impulsion s’accumulent, alors la cloche évacuera efficacement cette ENERGIE en émettant des ondes sonores. _____________________________________________________________________ But if the impulsion is sharper, or if a large number of impulsions accumulate, then the bell will shed this ENERGY by emitting sound waves. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Compris : de la même façon, les atomes du filament émettent de l’énergie à partir d’une certaine température, pour évacuer une énergie excédentaire que le phénomène de conduction ne parvient plus à dissiper. _____________________________________________________________________ OK, understood : in, the same way as the atoms of the filament emit luminous energy from a certain temperature upwards, to shed the excess energy that the conduction phenomenon cannot manage to dissipate. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ D’autant plus qu’on fait le vide dans l’ampoule pour réduite au minimum les pertes de chaleur par conduction thermique _____________________________________________________________________ Event more if you make a hole in the bulb to reduce heat losses through thermal conduction _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ L’émission d’énergie par rayonnement sera d’autant plus intense que la température du solide sera élevée. On utilise donc pour les filaments des substances comme le tungstène, qui résistent à des températures de 3000°C sans fondre. _____________________________________________________________________ The emission of energy by radiation will be all the more intense the higher the temperature if the solid. So for filaments we use materials like tungsten which can resists temperatures of 3000°C without melting _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Il est clair que les solides chauffés émettent du rayonnement. Mais pourquoi ce fer est-il rouge ? _____________________________________________________________________ OK. It’s clear that heated solids radiate energy but why is this IRON red ? ____________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 8 Parce qu’il est à une température plus basse que le filament de la lampe. Ce fer à repasser émet aussi du rayonnement _____________________________________________________________________ Because it’s a lower temperature than the lamp’s filament. An iron radiates energy too. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ toi aussi, tu émets du rayonnement. _____________________________________________________________________ You too, you radiate _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Mets ta tête dans cette casserole chromée. Tu verras qu’elle réfléchit le rayonnement (*) émis par ta peau. _____________________________________________________________________ Put your head in this chrome-plated saucepan. You’ll see that it reflects the energy radiated(*) by your skin _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Ah oui, je le sens très bien _____________________________________________________________________ Oh yes, O can feel it. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Est-ce que moi aussi j’émets du rayonnement ? _____________________________________________________________________ Do I radiate too ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Vous savez, mon cher Tirésias, en tant qu’animal à sang froid, vous ne devez pas émettre beaucoup. _____________________________________________________________________ My dear Tiresias, as you are a cold-blooded animal, I doubt if you emit much. _________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ En fait, le seul moment où les atomes cessent de vibrer et d’émettre du rayonnement est celui où celui-ci est à la température du ZERO ABSOLU, qui est un état d’énergie minimale. _________________________________________________________________ In fact, the only time the atoms of a solid stop vibrating and emitting energy is when they are at a temperature of ABSOLUTE ZERO, which is a state of minimal energy. _____________________________________________________________________ _________________________________________________________________ (*) Ce type de rayonnement non visible, émis par des corps se trouvant à des températures moyennes ou basses est appelé rayonnement INFRAROUGE. _____________________________________________________________________ (*) This type of non-visible radiated energy, emitted by medium or low temperature bodies, is called INFRARED energy. _____________________________________________________________________ 9 Le tube au néon _____________________________________________________________________ The fluorescent tube _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Bon, maintenant que nous savons tout sur la lampe à incandescence, je crois que nous avons fini de dévoiler les mystères de cette modeste maison _____________________________________________________________________ Right, now that we know everything about the light bulb, I think we’ve finished revealing the mysteries of this simple house. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Anselme, le tube au néon de la cuisine vient de griller. Peux-tu le remplacer ? _____________________________________________________________________ Archibald, the light in the kitchen has just burnt out. Can you change it ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Oh, zut! _____________________________________________________________________ Drat! _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Oh, zut! _____________________________________________________________________ Drat! _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Ca alors !? _____________________________________________________________________ Fancy that !? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Il n’y a pas de filament dans le tube… _____________________________________________________________________ There’s no filament in the tube _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Pas besoin! _____________________________________________________________________ It doesn’t need one... _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Ce sont les atomes de néon, qui emplissent le tube, qui évacuent sous forme de rayonnement l’énergie communiquée par l’impact des électrons qui y cheminent. _____________________________________________________________________ ...the atoms of neon in the tube shed the energy they receive from the impacts of electrons going through the tube. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Bien sût. Le gaz, le feu, le soleil, comment crois tu que cela marche ? _____________________________________________________________________ Of course, the gas cooker, the sun, fire, how do you thing they work ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Les atomes d’un gaz peuvent émettre de la lumière ? _____________________________________________________________________ The atoms of a gas can emit light ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Oui, bien sûr _____________________________________________________________________ Of course. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 10 LA CONDUCTVITE ELECTRIQUE _____________________________________________________________________ ELECTRIC CONDUCTIVITY _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans un gaz chaud ce sont les collision entre les molécules liées à l’AGITATION THERMIQUE qui engendrent une émission de lumière _____________________________________________________________________ In a heated gas it’s the collision between molecules, a result of THERMAL AGITATION that bring about the emission of light _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Bon ça ne doit pas être bien compliqué. On met la tension. Le courant passe. La gaz chauffe et émet de la lumière _____________________________________________________________________ Right. It can’t be very complicated. We connect it, the current goes through, the gas heats up and emits light. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Il n’y a qu’un ennui Anselme… Le gaz, quand le tube fonctionne il reste froid _____________________________________________________________________ There’s only one problem Archie… the gas remains cold when the tube is working. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Tu as raison. Il y a quelque chose qui m’échappe. _____________________________________________________________________ You’re right. I’m missing something _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans ces cas là, le guide le plus sûr c’est l’expérience. Mettons du néon dans un tube. Aux deux bouts j’ai disposé deux électrodes réunies à un générateur électrique. ____________________________________________________________________ In such cases the best guide is experiment. Let’s put some neon in a tube. I’ll put an electrode at each end and connect them to an electric generator _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ J’adore les expériences _____________________________________________________________________ I love experiments _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ NEON _____________________________________________________________________ NEON _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Tu mets le néon à la pression atmosphérique _____________________________________________________________________ You put the neon at atmospheric pressure _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 11 220 Volts rien _____________________________________________________________________ 220 volts nothing _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2000 Volts rien _____________________________________________________________________ 2000 volts nothing _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 20000 Volts rien _____________________________________________________________________ 20000 volts nothing _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Pourtant dans le tube au néon de la cuisine, il passe un ampère sous 220 volts _____________________________________________________________________ Yet in the tube in the kitchen it uses just one ampere at two hundred and twenty volts _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Question de feeling peut-être ? _____________________________________________________________________ Question of feeling maybe? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Sophie _____________________________________________________________________ Sophie _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans un CONDUCTEUR, le passage du courant électrique s’effectue par un mouvement d’ELECTRONS LIBRES. _____________________________________________________________________ In a CONDUCTOR, current passes by affecting the movement of free electrons. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Or, dans le néon, à la température ordinaire, il y en a extrêmement peu. _____________________________________________________________________ While in neon, at ordinary temperature, there are very few. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Et pourquoi le courant passe-t-il dans un metal? _____________________________________________________________________ and why does current go through metal ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Parce qu’il est naturellement riche en électrons libre _____________________________________________________________________ Because it’s naturally riche in free electrons _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 12 Tu veux dire qu’il n’y a pas d’électrons dans les gaz froids _____________________________________________________________________ Do you mean that there aren’t any electrons in cold gases _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Voilà donc des ELECTRONS LIES _____________________________________________________________________ Here are some TIED ELECTRONS ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Non, mais ils sont tous occupés à tourner sur leur orbite, autour des noyaux des atomes _____________________________________________________________________ No, but they’re all busy turning on their orbits around the atom’s nucleii _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Qu’est ce qui fait circuler les électrons ? _____________________________________________________________________ What makes electrons go round ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Ils sont mis en mouvement dans le GENERATEUR, qui agit comme une pompe _____________________________________________________________________ Their movement is begun by the GENERATOR, which acts like a sort of pump. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Cathode Anode Gerateur electrique _____________________________________________________________________ Cathode anode Electric Generator _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Bon, alors où est le problème ? _____________________________________________________________________ So, what’s the problem ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Formidable, il marche _____________________________________________________________________ Great it works _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Tirésias, ôte-toi de là _____________________________________________________________________ Tiresias get out of the way _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Mi ! _____________________________________________________________________ Ouch _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Anselme a trouvé sa POMPE A ELECTRONS _____________________________________________________________________ Archibald had found an ELECTRON PUMP _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ C’est un générateur de courant continu en haute tension _____________________________________________________________________ It’s a generator of high voltage current. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 13 L’arc électrique _____________________________________________________________________ The electric arc _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ C’est curieux, je mets des tensions de plus en plus élevées et le courant ne passe pas !?! _____________________________________________________________________ Odd. I put higher and higher voltages but the current doesn’t go through _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ vingt mille Volts… trente mille … _____________________________________________________________________ Twenty thousand volts… thirty thousands… _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ En poussant la tension du générateur, Anselme accroît la « pression électronique » dans la cathode _____________________________________________________________________ by indreasing the generator’s voltage, Archie is increasing the “electronic pressure” in the cathode. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Alors ?… _____________________________________________________________________ Well?.. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ SCHPAF ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ On peut savoir ce qui s’est passé _____________________________________________________________________ Can someone tell us what happened ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ tu n’as rien _____________________________________________________________________ Are you alright ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Vous pouvez revenir, c’est fini _____________________________________________________________________ You can come back, it’s over ___________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 14 L’avalanche électronique _____________________________________________________________________ The electronic avalanche _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Un générateur électrique crée entre ses électrodes un CHAMP ELECTROMOTEUR qui tend à mouvoir les électrons libres. Même dans les gaz à la température ordinaire, il en existe un petit nombre qui vont être violemment tirés de la cathode vers l’anode. Accélérant entre deux collisions avec les atomes, ces électrons, dits primaires, vont acquérir assez d’énergie (cinétique) pour pouvoir arracher des électrons liés à ces atomes, et les transformer en nouveaux électrons libres. _____________________________________________________________________ An electric generator creates an ELECTOMOTOR FIELD between its electrodes which tends to move free electrons. Even in a gas at ordinary temperature a few of them will be strongly pulled from the cathode to the anode. These electrons, called primary electrons, which accelerate between collisions with atoms, acquire enough energy (inetic) to be able to pull off other electrons attached to atoms and turn them into new free electrons. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ELECTRON PRIMAIRE – OH PARDON ! -ELECTRON SECONDAIRE _____________________________________________________________________ PRIMARY ELECTRON – OOPS SORRY – SECONDARY ELECTRON _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Chaque électron arraché devient un ELECTRON LIBRE qui se met aussitôt à accélérer également. _____________________________________________________________________ Each electron that is pulled off becomes a FREE ELECTRON, which begins to accelerate as well. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Chaque électron initial, primaire, pourra ainsi donner naissance à un très grand nombre de nouveaux électrons secondaires. _____________________________________________________________________ Each initial, primary electron can thus give birth to a very great number of secondary electrons. _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Ping _____________________________________________________________________ Bing _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ On appelle ceci l’avalanche électronique _____________________________________________________________________ We call that the ELECTRONIC AVALANCHE _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 15 Dans l’expérience de tout à l’heure, ceci s’est traduit par une montée en flèche de l’intensité, du flux d’électrons _____________________________________________________________________ In the previous experiment this was shown by a sudden rise in intensity in the elctron flow. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Autrement dit, le gaz situé entre les électrodes est devenu soudain très conducteur. Le générateur, placé en situation de COURT-CIRCUIT a cramé _____________________________________________________________________ In other words, the gas between the electrons had suddenly become very conductive. The generator placed in short-circuit situation burnt out. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans l’air, ce CLAQUAGE se produit, à la pression atmosphérique, quand la différence de potentiel atteint 30.000 volts par centimètre. _____________________________________________________________________ In air, the RELEASE happens when, at atmospheric pressure, the difference of potential reaches 30 000 volts per centimetre _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Hmmm… ça se corse _____________________________________________________________________ Hmm, it’s getting cloudy _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ BOUM ! _____________________________________________________________________ BOUM ! _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ L’ECLAIR est un arc électrique qui se produit quand la différence de potentiel entre un nuage et le sol dépasse le seuil de claquage. _____________________________________________________________________ LIGHTNING is an electric arc that is created when the difference in potential between a cloud and the earth passes this point of release _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Comment l’électricité peut-elle faire un tel bruit ? _____________________________________________________________________ How can electricity make such a lot of noise _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans l’arc électrique, il y a un violent dégagement de chaleur qui donne naissance à une ONDE DE CHOC _____________________________________________________________________ In an electric arc there is a violent release of heat which creates a SHOCKWAVE. _____________________________________________________________________ 16 LIBRE PARCOURS MOYEN _____________________________________________________________________ MEAN FREE PATH _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Tout cela ne résout pas mon problème, ni n’explique pourquoi le courant passé dans le tube de la cuisine _____________________________________________________________________ But all that doesn’t solve my problem, nor explain why electric current goes through the tube in the kitchen _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Le mystère reste entier! _____________________________________________________________________ The mystery remains _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Voyons. L’avalanche électronique se produit quand l’électron réussit à acquérir assez d’énergie en fonction de l’espace, sur sa trajectoire… _____________________________________________________________________ Let’s see. The electronic avalanche occurs when the electron manages to acquire enough energy, in relation to the space; on its trajectory. _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Hum, c’est encombré _____________________________________________________________________ Hmm, it’s crowded in here _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Qu’on appelle le LIBRE PARCOURS MOYEN _____________________________________________________________________ We call that the MEAN FREE PATH _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Il me semble que si j’accrois ce libre parcours moyen de l’électron, celui-ci accélérera plus longtemps, donc il acquerra plus d’énergie. _____________________________________________________________________ It seems that if I increase this mean free path of an electron, it will accelerate for longer and so acquire more energy. _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Mais…comment accroître ce libre parcours ? _____________________________________________________________________ But how do you increase its free path? _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Simple, tu diminues la densité du gaz. _____________________________________________________________________ Simple… you reduce the density of the gas _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Avec cette pompe à vide _____________________________________________________________________ with this vacuum pump. _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 17 Je mets deux cent volts et je pompe _____________________________________________________________________ I feed it two hundred volts and I pump _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ PATAFLOUP PATAFLOUP PATAFLOUP _____________________________________________________________________ PATAFLOUP PATAFLOUP PATAFLOUP _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ La pression descend _____________________________________________________________________ the pressure is dropping _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Youpi ! _____________________________________________________________________ Whoopee! ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Sophie, le tube s’allume ! _____________________________________________________________________ Sophie, the tube is lighting up! _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ le courant passe ! _____________________________________________________________________ the current is getting through _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ La pression est tombée à un dix millième d’atmosphère _____________________________________________________________________ The pressure has dropped ay a ten thousandth of an atmosphere _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Avec un pression aussi basse et une densité aussi faible, une tension de deux cents volts, appliquée sur ce tube de cinquante centimètres, suffit à créer l’avalanche électronique. _____________________________________________________________________ with so low a pressure and such low density, a tension of two hundreds volts applied to a fifty centimeter tube is enough to create an electronic avalanche. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 18 IONISATION DESIONISATION _____________________________________________________________________ IONISATION DE-IONISATION _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans cette …avalanche, dont vous parlez il y a création en continue d’électrons livre. Mais … si la décharge se prolonge, à la fin, il n’y a plus que des électrons libres, non ? _____________________________________________________________________ In this…avalanche that you’ve been talking about, there is a continuous creation of free electrons. But if the discharge continues, n the end there won’t be any more free electrons left will there _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Tous les atomes finissent par s’ioniser ? _____________________________________________________________________ All the atoms are ionized at the end. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Non _____________________________________________________________________ No _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Tu vois, L”ion, tout électron qui quitte un atome laisse une charge positive orpheline, l’atome ainsi chargé étant appelé ION _____________________________________________________________________ You see LEON, every electron that leaves an atom leaves an orphan positive charge, this charged atom is called an ION _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ION ELECTRON ATOME NEUTRE ION _____________________________________________________________________ ION LECTRON NEUTRAL ATOM ION _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ mais…les charges de signes contraires s’attirent, non ? _____________________________________________________________________ but…charges with opposite signs attract each other don’t they ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Tout juste. Les électrons tendent donc sans cesse à retourner sur les ions, en les neutralisant ? c’est le phénomène de DESIONISATION _____________________________________________________________________ Quite right. Electrons continually tend to return to the ions, thus neutralizing them. This is called the DEIONISATION phenomenon. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ alors que la création simultanée d’électrons et d’ions est le phénomène d’IONISATION. _____________________________________________________________________ So the simultaneous creation of free electrons and ions is the IONISATION phenomenonI _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans la désionisation, l’excès éventuel d’énergie cinétique est dissipé sous la forme de rayonnement, qui contribue à l’émission de lumière du gaz. _____________________________________________________________________ In déionisation, the eventual excess of kinetic energy is dissipated through radiation which contributes to the emission of light and gas. _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 19 LE PLASMA _____________________________________________________________________ PLASMA _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Résumons. Une espèce de pompe à électrons appelée générateur électrique, enrichit une CATHODE en électrons. Cette charge cathodique agit sur les électrons du gaz en les accélérant et en créant sans cesse de nouveaux électron libres par l’effet d’avalanche électronique. Lorsque les phénomènes d’IONISATION et DESIONISATION s’équilibrent, on obtient un mélange d’ions, d’électrons et d’atomes neutres qu’on appelle PLASMA, électriquement neutre. _____________________________________________________________________ Let’s recapitulate. A sort of electron pump, called an electric generator enriches a CATHODE with electrons. This cathodic charge acts on the electrons in a gas, accelerates them and continually creates new free electrons by an electronic avalanche effect. When the IONISATION and DEIONISATION phenomenon balance out, we gat a mix of ions that we call plasma, electrically neutral. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Le courant d’électrons circule. Ils sont émis pas la cathode et collectés par l’anode. _____________________________________________________________________ The current of electrons circulates. They are emitted by the cathode and collected by the anode. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Cathode Plasma anode GENERATEUR ELECTRIQUE _____________________________________________________________________ Cathode Plasma anode ELECTRIC GENERATOR _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Sacrebleu. Ainsi quand j’allume un tube au néon, je crée un PLASMA _____________________________________________________________________ GOODNESS. SO when I turn on a fluorescent light I’m creating PLASMA _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ C’est fou ce qu’il y a dans une maison _____________________________________________________________________ It’s amazing what you can find in a house _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Un plasma!? _____________________________________________________________________ Plasma ! _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 20 Un tube au néon en fonctionnement contient un plasma. Max dit que le soleil est aussi un plasma, une grosse boule de gaz ionisé. Mais pourquoi celui-ci est-il chaud, alors que le tube au néon reste froid ? _____________________________________________________________________ A working fluorescent tube contains plasma. Maw says that the sun is also plasma, a big ball of ionized gas. But why is the sun hot and the fluorescent tube is cold ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans ce type de plasma “froid” ce sont le chocs des électrons sur les atomes qui entretiennent l’ionisation, alors que dans le soleil ce sont les collisions entre atomes. Ceux-ci sont alors nécessairement très agités, ce qui veut dire que ce gaz est chaud _____________________________________________________________________ In this type of ‘cold’ plasma, it’s the collisions between electrons and atoms that keep the ionisation going, whereas in the sun it is collision between atoms. They are necessarily in a state of agitation so the gas is hot. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Dans le tube au neon, on a une IONISATION NON-THERMIQUE _____________________________________________________________________ In the fluorescent tube, we have a NON6THERMIS IONISATION _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Mais dans ce plasma, il y a deux sortes de charges : les électrons et les ions. En principe, la force électrique agit sur les deux, non ? _____________________________________________________________________ But in this plasma there are two type of charge, electrons and ions. In theory electric force acts on tem both doesn’t it ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Exact. Le champ électrique qui règne dans le tube et qui met les charges en mouvement tire les électrons dans un sens et les ions dans l’autre. Le champ est dû à l’accumulation des électrons dans la cathode, due à la « pression » électronique. _____________________________________________________________________ Yes. The electric field in the tube tat starts moving electron pulls them in one direction and ions in the other. The field is due to the accumulation of electrons in the cathode because of the electronic “pressure” _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Cathode Anode _____________________________________________________________________ Cathode Anode _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Les collisions avec les atomes neutres freinent la progression des charges. Seuls les électrons, légers et mobiles, arrivent à se frayer un chemin dans cette cohue _____________________________________________________________________ Collisions with neutral atoms slow the progress of charges. Only electrons, light and mobile, manage to make their way through the disorder. _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Ce qui veut dire que dans le tube au néon, le COURANT IONIQUE reste négligeable devant le COURANT ELECTRIQUE _____________________________________________________________________ Which means that in a fluorescent tube, the IONIC CURRENT remains negligible compared with the ELECTRIC CURRENT _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 21 EMISSION CATHODIQUE _____________________________________________________________________ CATHODIC EMISSION _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Qu’est ce qui se passé si je baisse la pression jusqu’à faire le vide ? _____________________________________________________________________ what happens if I lower the pressure until I create a VACUUM ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ On dirait que la lueur faiblit… _____________________________________________________________________ It seems like the light is dimming… _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Pompe à vide PATAFLOP PATAFLOP PATAFLOP _____________________________________________________________________ Vaccum pump PATAFLOP PATAFLOP PATAFLOP _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ …l’intensité baisse _____________________________________________________________________ …it’s intensity is dropping _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Je ne comprends pas. A haute pression, rien ne marchait. Puis, à pression inférieure ca s’est mis à marcher. Mais maintenant quand on continue de baisser cette pression, le courant dégringole. On dirait que la cathode a de plus en plus de mail à cracher ses électrons _____________________________________________________________________ I don’t understand. At high pressure nothing worked than at a lower pressure it did start to work. But now when we continue to lower the pressure the current is going haywire, as it the cathode is finding it harder to put out electrons. _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Pourquoi ? _____________________________________________________________________ …why ? _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 22 VIDE POUSSE électrons _____________________________________________________________________ Quasi vacuum electrons _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ La cathode est un morceau de métal constitué de noyaux d’atomes, chargés positivement, et d’électrons _____________________________________________________________________ The cathode is a piece of metal made up of nucleii of atoms with a positive charge and electrons _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Excès d’électrons VIDE POUSSE CATHODE _____________________________________________________________________ Excess electrons QUASI VACUUM _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Un générateur électrique a pour effet d’accumuler les électrons libres du métal dans la cathode. Mais si la tension reste insuffisante cette pression électronique reste trop faible pour permettre aux électrons de s’arracher aux atomes du métal. _____________________________________________________________________ An electric generator has an effect of making free electrons accumulate in the metal of the cathode. But if the voltage is insufficient, this electronic pressure is too weak to allow the electrons to hook on to the metal’s atoms. _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Atomes de la cathode “tu viens chéri” Ions du gaz _____________________________________________________________________ Cathodes ions “Are you coming up dear?” gas ions _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Par contre s’il existe des atomes de gaz à l’état d’ions, ceux-ci faciliteront cette évasion électronique? _____________________________________________________________________ But if gas atoms in an ionised state are present they will help the electrons escape _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais si le gaz est trop dense, le courant en passera pas non plus. Ce qui fait qu’il existe une pression optimale (*) _____________________________________________________________________ However if the gas is too dense the current still won’t get through so there is an optimum level of pressure(*) _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (*) Le minimum de Paschen _____________________________________________________________________ (*) Paschen’s minimum ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 23 Quand dans le tube règne un vide poussé, il faut appliquer une tension de plusieurs milliers de volts pour faire émettre les électrons au compte-goutte par la cathode. _____________________________________________________________________ When there is a quasi-vacuum in the tube, several thousand volts have to be applied to get the cathode to release just a few electrons _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Cette tension ne dépend que du métal dont est fait cette cathode _____________________________________________________________________ The metal used for the cathode does not affect the voltage required _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ceci est un vieux pistolet PNEUMATIR _____________________________________________________________________ This is an old PNEUMASHOOT pistol _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Canon Magasin Poire _____________________________________________________________________ Barrel Magazine Puffer _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ membrane en caoutchouc percé d’un trou légèrement plus petit que le plomb _____________________________________________________________________ Rubber membrane with a hole in the centre slightly smaller than the ball shot _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Lorsqu’on presse sur la poire, la membrane se déforme et le plomb est éjecté avec force _____________________________________________________________________ when the puffer is pressed, the membrane is deformed and the ball expelled with some force _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Comme quand on crache un noyau de cerise _____________________________________________________________________ Just like when you spit out a cherry stone _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Attention devant! _____________________________________________________________________ Mind out your front! _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Quand une cathode émet, elle se comporte comme une sorte de petits trous à travers lesquels les électrons sont éjectés violemment par une « pression électronique » _____________________________________________________________________ When a cathode is emitting, it behaves like a sort of sieve with a multitude of small holes through which the electrons are pushed violently by an “electronic pressure” _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 24 L’EFFET DES POINTES ____________________________________________________________________ THE POINTS EFFECT _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ELECTRONS _____________________________________________________________________ ELECTRONS _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ A priori, les bille-électrons traversent plus facilement la paroi élastique là où celle-ci est courbée. _____________________________________________________________________ Normally the electron-balls get through the sieve more easily when it is curved. _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Dans certaines conditions météorologiques, ceci produit, en mer, aux extrémités des mâts et des vergues, ce qu’on appelle des FEUX de SAINT-ELME _____________________________________________________________________ Under certain weather conditions this effect is produced at sea at the extremity of ships’masts and yardarms. It’s called SAINT ELMO’S fire _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et cela explique aussi pourquoi la foudre s’écoule préférentiellement le long des paratonneres _____________________________________________________________________ …and also explains why lightning prefers to run through lightning conductors _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 25 Revenons aux décharges dans les tubes à vide : _____________________________________________________________________ Let’s get back to discharges in vacuum tubes _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Courant de chauffage de la cathode – cathode chauffé – émission thermique d’électrons dans le VIDE – courant de décharge dans le tube – « Pompe » principale haute tension ____________________________________________________________________ Current heating the cathode – heated cathode – thermic emission of electrons in the vacuum – discharging current in the tube – main high voltage “pump” _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ On peut grandement faciliter cette émission électronique en chauffant la cathode, par exemple en y faisant circuler une petite boucle de courant, comme ceci, avec un générateur en base tension (une simple pile peut suffire) ____________________________________________________________________ We can greatly assist the electronic emission by heating the cathode by putting a current through it like this, for example, using a second low voltage generator (a battery would do) _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ouh là là! C’est drôlement efficace. J’arrive à faire passer du courant dans le tube avec moins de 100 volts. ____________________________________________________________________ Wow that’s pretty efficient. I can send a current through the tube with less than one hundred volts. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tube à vide ____________________________________________________________________ Vacuum tube ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sophie, tout ce qu’on est en train de faire, c’est quoi ? ____________________________________________________________________ Sophie, what are we doing exactly ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ca s’appelle l’ELECTRONIQUE ____________________________________________________________________ It’s called ELECTRONICS ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ tout ce jeu avec les électrons.. ____________________________________________________________________ all this playing about with electrons… ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 26 COURANT ALTERNATIF ___________________________________________________________________ ALTERNATING CURRENT L’électronique ca sert à quoi ? ____________________________________________________________________ So what is electronic good for ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ma foi ____________________________________________________________________ Good question ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Eh les copains ,attendez … ____________________________________________________________________ eh, hang on a minute everyone ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Depuis le début, on représente les génératerus électiques comem des sortes de pompe. Mais dans la maison, ce qu’on reçoit, sauf erreur, c’est de l’alternatif… ____________________________________________________________________ From the beginning we’ve represented electric generators as sorts of pumps. But at home, as far I know, we get alternating current ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Alors mes amours, vous pensiez que tout dans une maison était evident ? ____________________________________________________________________ And you, my dears, you thought that everything in the house was simple ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Voilà un autre type de générateur électrique-pompe, qui fonctionne de manière alternative ____________________________________________________________________ Here’s another type of electric-pump generator that works in an alternative way ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Comprends plus… ____________________________________________________________________ I’m lost __________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Drôle de “pompe” en vérité, qui aspire et refoule alternativement ____________________________________________________________________ It’s a funny ‘pump’ that sucks and blows alternatively!? __________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais alors, où met-on l’anode et où met-on la cathode? ____________________________________________________________________ so where do you put the anode and where do you put the cathode ? __________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 27 LA DIODE ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Les électrodes jouent les deux rôles en alternance ____________________________________________________________________ The electrodes take turns to be both ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais alors tout ce qui a été dit précédement peut s’adapter ____________________________________________________________________ So everything we said before can be adpated ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ L’avalanche électronique, l’ionisation non thermique et tout le bazar ? ___________________________________________________________________ The electronic avalanche, non thermic ionization and all the rest ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Hum, c’est logique, sinon je ne vois pas comment le tube au néon de la cuisine pourrait fonctionner avec du 220 V alternatif ____________________________________________________________________ It’s logical, otherwise I can’t see how the fluorescent tube in the kitchen could work with 220V alternating current ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais que se passe-t-il si j’envoie du courant alternatif sur le montage de tout à l’heure, avec une électrode chaude et une électrode froide ? ____________________________________________________________________ But what happens if I send alternating current into the circuit with a hot electrode and a cole on that we made earlier ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 28 Quand l’électrode chaude est utilisée en cathode, elle émet ____________________________________________________________________ when the hot electrode is used as a cathode it emits ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais quand on demande à l’électrode froide d’émettre, elle refuse, et le courant ne passé pas. Anselme, tu as fabriqué un REDRSSEUR DE COURANT ____________________________________________________________________ But when we want the cold electrode to emit it refuses, and the current doesn’t get through. Archibald, you’ve made a RECTIFIER ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ intensité du courant - temps ____________________________________________________________________ current voltage - time ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ En pointillé, on a figure en quelque sorte la “pression électronique” dans la cathode chaude et en trait noir épais le débit d’électrons de celle-ci. ____________________________________________________________________ The dotted lines are meant to show the “electronic pressure” in the hot cathode and the black line the electrons it emits ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Je ne sais pas pourquoi la maison est alimentée en courant alternatif, mais il est clair que cette DIODE peut être utilisée pour « redresser » le courant, c’est à dire pour transformer du courant alternatif en courant « presque continu ». ____________________________________________________________________ I don’t know why the house has alternating current but it’s sure that this DIODE can be used to change alternating current into “almost” direct current. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ENTREE – REDRESSEUR - SORTIE ____________________________________________________________________ ENTRANCE – RECTIFIER - EXIT ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 29 LE CANON A ELECTRONS ____________________________________________________________________ The ELECTRON GUNS ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ En somme, il y a deux sortes de cathodes et seule la cathode chaude peut émettre des électrons, débiter du courant. La cathode froide n’est qu’une porteuse de charges négatives. ____________________________________________________________________ So, there are two sorts of cathodes but only hot cathodes can emit electrons, produce a current. The cold cathode can only carry negative charges ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ TUVE à VIDE ____________________________________________________________________ Vacuum tube ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ta cathode chaude émet des électrons dans toutes les directions ____________________________________________________________________ Your hot cathode emits electrons in every direction ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ cathode froide de guidage – filament – filament (cathode chauffée) ____________________________________________________________________ guiding cold cathode – filament – filament (heated cathode) ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Avec cette cathode froide (dont le débit de courant est infime), Anselme contraint les électrons émis par la cathode chaude à sortir selon l’axe de ce CANON A LECTRONS qui constitue pour eux la seule issue. ____________________________________________________________________ With this cold cathode, whose current output is infinitesimal, Archibald is obliging the electrons emitted by the hot cathode to come out according to the axis of the ELECTRON GUN. Their only way out. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ cathode – électrons – anode – vide – source en HAUTE TENSION CONTINUE ____________________________________________________________________ cathode – electrons – anode – vacuum – high voltage DIRECT CURRENT source ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et voilà le tout intégré dans un TUBE A VIDE ____________________________________________________________________ So here it all is inside a vacuum tube ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ source basse tension assurant le chauffage du filament - cathode ____________________________________________________________________ Low voltage source to heat the filament cathode ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 30 LA TRIODE ____________________________________________________________________ THE TRIODE ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ filament chauffé - grille ____________________________________________________________________ heated filament - grid ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Regarde ;: j’ai enfermé ma cathode chaude, mon filament émetteur d’électrons, dans cette sorte de cage grillage. Quand celle-ci n’est pas chargée, les électrons passent librement. Mais si je la charge négativement, elle repousse les électrons qui tentaient de s’arracher au filament et qui retombent. J’annule le courant ____________________________________________________________________ Look : I’ve enclosed my cathode, my electron emitting filament, inside a sort of grid cage. When this is uncharged, electrons pass freely, but if I apply a negative charge it pushes away the electrons that are trying to tear themselves away from the filament and they then fall back. I’m turning the current off. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tu as fabriqué une GRILLE DE COMMANDE ____________________________________________________________________ You’ve made a CONTROL GRID ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ En variant la charge électrique de ta grille, à travers sa tension, tu peux moduler à volonté un courant important en dépensant une énergie infime. ____________________________________________________________________ By varying the grid’s electric charge, its voltage, you can adjust a strong current as you wish while using only a tiny amount of energy ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ filament dans la grille – anode collectrice – tube à vide ____________________________________________________________________ filament in its grid – collector anode – vacuum tube ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ah oui, exactement comme quand on ouvre ou qu’on ferme un robinet. ____________________________________________________________________ Ah yes, just like when you open and close a tap. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ La TRIODE, qui a trois electrodes : sa cathode chaude, son anode collectrice et sa grille, est la base des AMPLIFACTEURS DE COURANT ____________________________________________________________________ The TRIODE, which has three electrodes : its hot cathode, its collector anode and its grid, forms the basis of CURRENT AMPLIFIERS ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 31 Alors l’électronique ? ____________________________________________________________________ So, what about electronics ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tiens, tu vois, ici les faibles impulsions électriques crées par un cristal piézo-électrique, solidaire du diamant de ce bras d’électrophone, servent à moduler le courant débité par une triode amplificatrice ____________________________________________________________________ Here, you see, weak electrical impulses from a piezo-electric crystal attached to the needle on a record-player pick-up head, are used to vary the current produced by an amplifying triode ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Eh oui, on ne se doute pas de la complexité des lois qui sont à l’œuvre dans une cuisine, une sale de bains ou un salon. ____________________________________________________________________ You’d never imagine the complex laws acting on the kitchen, bathroom and living room at home would you ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Pour un peu on hésiterait à se server d’un grille pain ____________________________________________________________________ It makes you wonder a bit about using the toaster ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tiens, au fait, un téléviseur, comment ca marche ? ____________________________________________________________________ While, we’re at it… how does a television work ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Qu’est ce qui fait briller l’écran ? ____________________________________________________________________ What’s lights up the screen? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ V’la autre chose ____________________________________________________________________ That’s something else ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ J’arrive ! ____________________________________________________________________ I’m coming ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 32 FLUORESCENCE ____________________________________________________________________ FLUORESCENCE ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Certaines substances ont la propriété d’absorber le rayonnement sous certaines frequences, et de réémettre selon d’autres. ____________________________________________________________________ Some substances have the capacity to absorb radiation at certain frequencies and emit it at others. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ah oui, la FLUORESCEINE absorbe la lumière blanche, qui est un mélange de toutes les couleurs du prisme et a la propriété de ne réémettre que du vert. ____________________________________________________________________ Ah yes, FLUORESCINE absorbs white light, which is a mix of all the colours of the rainbow and emits in the green band ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Le nylon absorbe les ultra-violets et réémet dans le bleu. J’ai vu cela dans une boîte de nuit. Les gens avaient des cols de chemise tout lumineux. ____________________________________________________________________ Nylon absorbs ultra-violet an re-emits in blue. I saw that in a night-club. Everyone’s collard was luminous. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Comment, Tirésias? Vous allez en boîte de nuit ! ____________________________________________________________________ Goodness Tiresias ! You go to night clubs ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Le tube au néon est tapissé intérieurement qui réagit à l’inverse de la fluorescéine. Il absorbe la lumière bleue émise par le néon, et réémet de la lumière blanche ____________________________________________________________________ The fluorescent tube is lined on the inside with a product that acts in the opposite way to fluorescine. It absorbs the blue light emitted by the neon and re-emits it as white light. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ J’ai trouvé une cloche à vide. Ce sera plus commode pour les expériences que le tube à gaz. ____________________________________________________________________ I’ve found a vacuum bell. It will be more practical for experiments than a tube. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 33 J’ai mi sun soupçon de produit fluorescent sur la face interne de la cloche. La pompe est en dessous. ____________________________________________________________________ I’ve put a touch of a fluorescent product on the inside face of the bell. The pump in ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Je vois la cathode-canon à électrons et l’anode collectrice ____________________________________________________________________ I can see the cathode electron gun and the collector anode ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ du beau matériel ____________________________________________________________________ nice equipment ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Pompe à vide - Générateur - manomètre ____________________________________________________________________ vacuum pump - generator ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ On fait le vide et … ca alors!?! ____________________________________________________________________ We create a vacuum and …well I never !?! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Les electrons ont l’air de se moquer éperdument de la position de l’anode ____________________________________________________________________ The electrons don’t seem to care where the anode is ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Bing ____________________________________________________________________ Bing ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Rappelle-toi le pistolet à plomb de tout à l’heure. LA cathode éjecte ses électrons avec une vitesse, une énergie cinétique très importantes, face auxquelles le pouvoir attractif de l’anode est bien peu de chose ____________________________________________________________________ Remember the air pistol we used earlier. The cathode ejects electrons at high speed and with high kinetic energy, against which attractive power of the anode doesn’t count for much ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais il faudra bien que ces électrons finissent par être collectés par cette anode ! ____________________________________________________________________ But in the end the electrons will have to be collected by the anode. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ils s’écrouleront doucement vers elle, après avoir perdu leur énergie en percutant le verre. ____________________________________________________________________ They’ll slowly flow towards it after losing their energy when hitting the bell jar. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 34 Dans le canon à électrons, je pouvais canaliser les électrons émis par un filament. Des cathodes froides peuvent alors me permettre de défléchir à volonté un fin pinceau d’électrons. ____________________________________________________________________ With an electron gun I can canalize electrons emitted by filament. Then cold cathodes can allow me to deflect a fine paintbrush line of electrons at will ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Avec deux jeux d’électrodes, on obtient un contrôle complet et précis du pinceau. ____________________________________________________________________ With two sets of electrons we have complete and precise control of the brush. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ CANON à ELECTRONS – ELECTRODES DEFLECTRICES – HAUT – BAS – DROTIE GAUCHE ____________________________________________________________________ ELECTRON GUNS – DEFLECTIVE ELECTRODES – UP – DOWN – RIGHT - LEFT ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ce téléviseur comporte une modification adéquate de la géométrie de la cloche à vide ____________________________________________________________________ This television is the right sort of modification of a vacuum bell(s geometry ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ECRAN ANODE – induit – tube à vide transformé en tube “cathodique” – canon à electrons ____________________________________________________________________ - - lining – vacuum tube transformed into a “cathode” tube – electron gun ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Anselme, viens te coucher ! ____________________________________________________________________ Archibald, come to bed ! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Les emissions sont finies, il n’y a plus que la MIRE ____________________________________________________________________ The programmes are over, there’s only the test card ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ca alors !? ____________________________________________________________________ Goodness !? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sophie, il faut absolument que tu viennes voir ça, c’est super !.. ____________________________________________________________________ Sophie, you must come and see, it’s great!.. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ demain… je dors ____________________________________________________________________ Tomorrow… I’m asleep ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 35 quand j’applique cet aimant sur l’écran, l’image se tord ____________________________________________________________________ When I put this magnet on to the screen, the image is distorted ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ca c’est le téléviseur noir et blanc. Allons voir ce que cela donne sur le téléviseur couleur ___________________________________________________________________ well that’s on a black and white television, let’s see what happens with colour ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ qu’est ce qui se passe ____________________________________________________________________ What’s happening ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Oh, c’est comme d’habitude ____________________________________________________________________ oh, the usual ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ca fait des irisations superbes ! ____________________________________________________________________ it makes a great mother-of-pearl effect! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Quel jeu avec la couleur! ____________________________________________________________________ Great fun with the colour ! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Anselme, il semble y avoir un problème ?? ____________________________________________________________________ Archibald, I think there is a problem?? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Il reste des taches colorée sur l’écran ____________________________________________________________________ There are coloured stains on the screen ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ca ne s’en va pas . Misère ____________________________________________________________________ Oh dear, they won’t go away ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ca me rappelle quand on avait fait de la chimie sur le tapis du salon ____________________________________________________________________ That reminds me of when we did those chemistry experiments on the living-room carpet ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Inutile d’essayer d’enlever ces taches : elles sont à l’INTERIEUR ____________________________________________________________________ Pointless trying to rub the stains off, THEY’RE INSIDE ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais comment fait-on pour nettoyer l’INTERIEUR d’un tube de télévision ____________________________________________________________________ But how do we clean the INSIDE of a television tube ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Il faut croire qu’aujourd’hui les dieux de la science était contre nous. ____________________________________________________________________ I think the gods of science must be against us today. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ oui, demain on y verra plus clair ____________________________________________________________________ Tomorrow is another day ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 36 La FORCE de LAPLACE ____________________________________________________________________ The LAPLACE FORCE ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ C’est simple : toute particule chargée qui déboule en coupant les lignes de force d’un champ magnétique subit une force correspondant à la REGLE DES TROIS DOIGTS ____________________________________________________________________ Simple ! any charged particle that moves and crosses he force lines of a magnetic field will be subjected to a force corresponding to the THREE FINGER RULE. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Proton – champ magnétique - vitesse - Force de LAPLACE ____________________________________________________________________ Proton – Magnetic field – speed – Laplace force ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ oui mais quand il s’agit d’électrons, charges négativement ____________________________________________________________________ Yes, but what about negatively charged electrons ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ alors la force change de sens ____________________________________________________________________ In that case the force changes direction ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ en appliquant cela au téléviseur, on voit que l’aimant vrille les trajectoires électroniques ____________________________________________________________________ when that’s applied to television we can see that the magnet changes the direction of the electron’s trajectories ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Aimant ____________________________________________________________________ Magnet ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ …d’où cette torsion de l’image sur l’écran ____________________________________________________________________ … which explains why the image is twisted on the screen ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 37 L’écran d’un téléviseur porte des séries de 3 pigments qui, frappes par les électrons, réagissent en donnant respectivement une lumière bleue, rouge et verte (*). LE repérage doit être extrêmement précis. Or ton aimant a créé une aimantation résiduelle dans ces pigments qui dévie les électrons en créant ces irisations colorées ____________________________________________________________________ A colour television screen has a series of three pigments which react when hit by electrons and give, respectively, blue, red and green (*) light. The aim must be very precise, but with your magnet you left a residual magnetism on the pigments which deviates the electrons and so created the mother-of-pearl effect ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Alors tu veux dire que le tube est fichu ____________________________________________________________________ Do you mean that the tube is ruined ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Non mais il va falloir enlever le léger magnétisme résuduel que tu as créé dans ces pigments ____________________________________________________________________ No, but we’ll have to remove the residual magnetism that you left on the pigments ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et comment supprime-t-on cela? ____________________________________________________________________ and how do we get rid of it ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais grands dieux, qu’est ce qu’elle fabrique ? ____________________________________________________________________ By Bow Bells, What’s she doing ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sophie crée un champ magnétique variable, qu’elle fait décroître en éloignant le crayon. Et voilà ! ____________________________________________________________________ Sophie is creating a variable magnetic field that she is reducing by moving the pencil way. Simple. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et voilà… ____________________________________________________________________ Simple ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ce phénomène sera expliqué plus loin. La direction ____________________________________________________________________ This phenomenon is explained later. The management ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (*) en les combinant on peut obtenir toutes les couleurs de l’arc-en-ciel ____________________________________________________________________ (*)by combining them we can get all the colours of the rainbow. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 38 ELECTROLYTES ____________________________________________________________________ ELECTROLITES ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Bon d’accord, l’écran est propre, mais je ne sais toujours pas comment l’énergie électrique nous parvient à domicile, ni comment marche un simple batteur ____________________________________________________________________ OK, the screen is clean again, but I stillcan(t see how the electricity gets to our homes, nor how a whisk works come to that. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Devine, tu as tout ce dont tu as besoin dans la maison ____________________________________________________________________ Work it out. You have everything you need in your house ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Elle en a de bonnes. Qu’est ce que j’ai, ici ? des aimants, du fil électrique, du sel, de l’eau. Il n’y a même pas de quoi faire une pile ____________________________________________________________________ she likes to joke. What have I got. Magnets, wir, salt, water. I don’t event have what I need to make a battery ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Est ce que le courant passe dans les liquides, d’ailleurs ? ____________________________________________________________________ and while we’re at it, does current go through liquids ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Bon dans les métaux, il y a un essaim d’électrons libres qui ne demandent qu’à se mouvoir Pour se prêter au passage du courant, les gaz doivent se transformer en plasma. Mais dans les LIQUIDES ? ____________________________________________________________________ In metal there are swarms of free electrons which can’t wait to get moving. To allow current to pass, gases must be transformed into plasma ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Je suppose qu’il y a des électrons libres ? ____________________________________________________________________ I suppose that there are free electrons ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ quand on dissout du sel de cuisine, du chlorure de sodium ClNa dans de l’eau, les atomes se dispersent dans le liquide, le chlore emportant un électron chipé au sodium. Cet ION chlore Cl- migre vers l’anode, tandis que l’ion NA+ migre vers la cathode . LA DIRECTION. ____________________________________________________________________ When domestic salt sodium chloride ClNa, is dissolved in water its atoms are dispersed in the liquid the chrloride takes over a sodium electron. This chlorine ION Cl- moves towards the anode while the Na+ ion moves towards the cathode. The Management ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ANODE - CATHODE ____________________________________________________________________ ANODE - CATHODE ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 39 FORCE ELECTROMOTRICE ____________________________________________________________________ ELECTROMOTIVE FORCE ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Bref, dans les liquides, le courant électrique n’est pas dû à un mouvement d’électrons libres, comme dans les métaux mais à un TRANSPORT D’IONS ____________________________________________________________________ So, in liquids the electric current isn’t due to the movement of free electrons, as it is in metal, but ION TRANSPORT ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et qu’est ce qui arrive à ces ions ? Ils pénètrent dans les électrodes ____________________________________________________________________ What happens to these ions ? Do they penetrate the electrodes ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Non, l’ion chlore abandonne son électron à l’anode et un autre électron, émis par la cathode vient neutraliser l’ion sodium… ____________________________________________________________________ No the chlorine ions abandons its electron and another electron, emitted by the cathode, neutralizes the sodium ion… ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ …et la boucle est bouclée. ____________________________________________________________________ … the circle is complete ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et que fait Lanturlu pendant ce temps ? ____________________________________________________________________ And what’s Higgins up to in the meantime ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ On dirait qu’il opère un retour à l’hydraulique ____________________________________________________________________ It looks like he’s doing a Return to Hydraulics ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ préparons les serpillères ____________________________________________________________________ let’s get the mops ready. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sophie dit que toute charge électrique qui se déplace dans un champ magnétique subit la FORCE DE LAPLACE. Logiquement, cette force doit donc agir sur les ion,s Cl- et Na+, contenus dans de l’eau salée en mouvement ____________________________________________________________________ Sophie says that every electric charge which moves in a magnetic field is subjected to the LAPLACE FORCE. Logically this force must act on the CL- and Na+ ions contained in the moving salt water ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ EAU SALEE - AIMANT ____________________________________________________________________ SALT WATER - MAGNET ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 40 Voyons. Dans un champ magnétique vertical, dirigé de bas en haut, mes ions sodium vont tourner à droite, et mes ions chlore ) gauche. Je devrais donc observer une certaine séparation des charges, ____________________________________________________________________ Let’s see. In a vertical magnetic field, going from bottom to top, my sodium ions will turn right and my chlorine ions will turn left. I should be able to see some charge separation ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ sodium - chlore ____________________________________________________________________ sodium - chlorine ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ C’est une vision très schématique, car dans un liquide les ions subissent un très grand nombre de collisions avec les molécules d’eau, ce qui freine beaucoup leur progression. De plus, les forces, proportionnelles à la vitesse de l’écoulement et à l’intensité du champ magnétique, restent très faibles ____________________________________________________________________ That’s a very schematic view because, in a liquid, the ions are involved in numerous collision with water molecules, which slows them down considerably. As well as that, the forces are proportionally very low in comparison with the speed of flow and the strength of the magnetic field ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Néanmoins, mon cher Max, tu es bien d’accord, qu’il y a effectivement migration des espèces chargées en sens opposes. Je devrais donc observer le passage d’un courant électrique en disposant deux électrodes dans l’écoulement dur les deux « berges », en les reliant par un fil de cuivre. ____________________________________________________________________ Nevertheless my dear Max, you have to agree that there is an effective migration of the charged things in the opposite directions. Therefore I should observe the passage of an electric current by placing two electrodes in the flowing water. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ EAU SALEE – AMPERES - AIMANT ____________________________________________________________________ SALT WATER – AMPERES - MAGNET ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tu as raison, le courant passe ! ____________________________________________________________________ You’re right the current is getting through ! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Il n’y en a pas beaucoup mais ca passe ____________________________________________________________________ Not much but it’s getting through ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Savez-vous qui a fait le premier cette expérience ____________________________________________________________________ Do you know who was the first to do this experiment ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ NON ____________________________________________________________________ NO ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 41 LA ROUE DE BARLOW ____________________________________________________________________ Barlow’s wheel ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ C’est l’anglais Michael Faraday, en 1857. Il se servit du mouvement de l’eau saumâtre de la Tamise, au moment de la marée et … de la composante verticale du champ magnétique terrestre : à peine un dixième de Gauss (*). Il inventa ainsi ce type de générateru électrique, dit MAGNETOHYDRODYNAMIQUE, en abrégé MHD. ____________________________________________________________________ The Englishman Michael Faraday in 1857. He used the salty water of the Thames when the tide rose and fell… and the vertical component of the Earth’s magnetic field : barely a tenth of a Gauss (*). He thus invented the type of electric generator MAGNETOHYDRODYNAMIC, or MHD for short. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais un tel type de générateur a une puissance ridicule ____________________________________________________________________ But such a generator has a ridiculously low power ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ L’eau n’est peut-être pas le meilleur ingrédient pour créer un générateur électrique ____________________________________________________________________ Maybe water isn’t the best ingredient for making an electric generator ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Alors que faut-il utiliser ? du cuivre en fusion ? ____________________________________________________________________ So what should we use ? Copper un fusion ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Pourquoi tiens-tu absolument à utiliser un liquide ? ____________________________________________________________________ Why just stick with a liquid ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sophie a tout à fait raison. En faisant tourner ce disque de métal dans l’entrefer d’un aimant, je crée une migration des charges électriques, en l’occurrence ici des électrons, puisque les charges positives du métal ne peuvent se déplacer en son sein. ____________________________________________________________________ Sophie’s right? If we turn a metal disk in the airgap of a magnet it brings about a migration of electric charges, electrons in this case, because the positives charges in the metal can’t move within it. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ampères – flux d’électrons ____________________________________________________________________ Amperes – Electron flow ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (*) le moindre aimant de couturière fait une centaine de Gauss ____________________________________________________________________ (*) The smallest magnet of a seamstress is about a hundred Gauss ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 42 Quand je déplace ce conducteur dans l’entrefer de l’aimant, je sens une certaine force, qui résiste ____________________________________________________________________ When I move the conductor in the airgap of a magnet I can feel a certain force resisting ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tu vois les charges sont comme des véhicules qui suivent une autoroute, qui représente le mouvement du métal. Les charges positives sont de lourds camions incapables de tourner à droite ou à gauche, ou de changer de vitesse. Ils sont liés au flot des véhicules, liés entre eux. Les électrons sont de petits motocyclistes, qui, au départ, suivent également le flot. ____________________________________________________________________ You see the charges are like vehicles going along a highway, represented by the movement of the metal. The positive charges are heavy lorries, incapables of turning right or left or changing speed. Their movement depends on the flow of all the other vehicles, each linked to the others. The electrons are like tiny motorbike riders who, at the beginning, also foloow the flow. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et voilà soudain ce qui se passé! ____________________________________________________________________ And suddenly, this is what happens. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et! Tu as vu comme il m’a coupé la route !?! ____________________________________________________________________ Eh ! Did you see how he cut me up !?! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Pas gênés, ces electrons ! ____________________________________________________________________ No manners these electrons ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ils me font perdre ma vitesse!! ____________________________________________________________________ They make me have to slow down. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et, j’ai pas que ça à faire !! ____________________________________________________________________ And I’ve got other things to do !! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Noyau de métal ____________________________________________________________________ Metal Nucleus ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tire-toi de là, eh, banane ____________________________________________________________________ Get out of the way, idiot! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Encore des qui s’énervent, bêtement ! ____________________________________________________________________ another one getting annoyed for nothing! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Electrons, prendre la déviation ____________________________________________________________________ Electrons follow the diversion ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 43 Voici donc au niveau microscopique, l’explication du fait qu’il est nécessaire d’exercer une force, de fournir un TRAVAIL pour produire de l’énergie électrique ____________________________________________________________________ This is the explanation, on a microscopic level, of why a force needs to be exerted, to furnish WORK in order to produce electric energy. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Otez-moi d’un doute. Oublions le champ magnétique. Est ce que je n’obtiendrais pas un freinage identique en provoquant cette dérivation latérale du flux d’électrons en direction des électrodes, mais à l’aide, cette fois, d’un champ électrique créé par un générateur ? ____________________________________________________________________ Remove a last doubt. Forget the magnetic field. Couldn’t I obtain an equivalent braking force by provoking the lateral diversion of the electron flow towards the electrodes but, this time, in an electric field created by a generator? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Force agissant sur les électrons – vitesse – anode - cathode ____________________________________________________________________ Force acting on the electrons – speed – anode -cathode ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Non Léon, cela serait foncièrement différent ____________________________________________________________________ f=No Leon, that would be completely different. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ quand tu agis sur une force électrique, noyée au milieu d’un flot d’atomes se déplaçant à une vitesse V0, à l’aide d’une force électrique créée par un générateur, tu lui communiqués une composante transverse de vitesse VT. Mais la composante axiale V0 n’est pas modifiée. Un générateur communique donc de l’énergie aux charges électriques. ____________________________________________________________________ when you act on an electric charge, buried in the heart of an atom flow and moving at speed V0, thanks to an electric force created by a generator, you are adding a transversal component of speed VT. But the axial component V0 is not modified. Therefore a generator transfers energy to electric charges. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Action du champ électrique – Vitesse axiale conservée – vitesse transverse accrue ____________________________________________________________________ Action of the electric field – conserved axial sped – increased transversal sped. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 44 Un champ magnétique transversal, au contraire, ne modifie pas l’énergie cinétique 1/2mV² de la particule chargée. La direction de la vitesse change mais non son intensité. Dans ce cas la composante axiale de cette vitesse, parallèle au flux général, diminue. D’où un freinage du conducteur. ____________________________________________________________________ However a transversal magnetic field does not modify the kinetic energy 1/2mV² of the charged particle. The direction of the speed changes but not the intensity. So the axial component of this speed, parallel to the general flow, diminishes and so braking of the conductor results ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Action du champ magnétique – l’intensité de la vitesse est conservée ____________________________________________________________________ Action of the magnetic field – Intensity and speed are conserved ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Bon, mais dans les deux cas de figure, je sollicite transversalement ma population d’électrons libres… ____________________________________________________________________ Yes, but in both cases, I’m transversally calling on my population of free electrons… ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ …donc je devrais observer une force transverse ____________________________________________________________________ …so I should observe a transversal force. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Léon, tu oublies que la FORCE DE LAPALCE agit tout autant sur les charges positives et que ces forces se compensent… ____________________________________________________________________ Leon, you’re forgetting that the LAPLACE FORCE is acting on the positive charges and the forces balance themselves out… ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Les charges électriques liées rigidement au conducteur transmettent cette force en permanence, alors que les charges libres retransmettent cette force périodiquement par le jeu des collisions. ____________________________________________________________________ .. the electric charges , strongly attached to the conducto,r transmit this force continually, so the free charges periodically retransmits this force through collisions ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ce qui fait que quand l’électricité s’écoule dans un fil, elle en tire pas dessus. ____________________________________________________________________ That’s why when electricity flows in the wire, it doesn’t pull it. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 45 LE MOTEUR ELECTRIC ____________________________________________________________________ THE ELECTRIC MOTOR ____________________________________________________________________ Tout cela me donne une idée. En faisant circuler un courant transversalement au ruban conducteur, je ne crée pas de force, c’est entendu, mais que se passe-t-il si je combine les deux effets : le passage du courant grâce au générateur et la rotation du vecteur vitesse due à l’effet d’un champ magnétique perpendiculaire à la vitesse de déplacement des charges ? ____________________________________________________________________ That’s given me an idea. By sending a current transversally through the ribbon conductor I am not creating a force. OK, that’s been shown, but what happens if I combine the two effect : current flowing from the generator and the rotation of the speed vector because of the effect of a magnetic field perpendicular to the speed of the charges ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Le générateur va mettre en mouvement les électrons qui vont tender à traverser le ruban en passant de la cathode à l’anode. Mais le champ magnétique, en incurvant leur trajectoire, transmettra une partie de l’impulsion acquise selon l’axe de la bande, laquelle subira ainsi une force ____________________________________________________________________ The generator will start to move electrons which will tend to cross the ribbon, passion from the cathode to the anode. But the magnetic field, by curving their trajectory inwards, will transmit part of the acquired impulsion along the axis of the ribbon, which will this be subjected to a force ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ELECTRODE FIXE – BING – RUBAN MOBILE – AIMANT – ELECTRODE FIXE ____________________________________________________________________ FIXED ELECTRODE – PING – MOVING RIBBON- MAGNET – FIXED ELECTRODE ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ L’analyse du comportement microscopique, à l’échelle de l’atome, permet de déduire le comportement macroscopique, à l’échelle de la manip. ____________________________________________________________________ An analysis of microscopic behaviour, at atomic scale, allow us to work out the macroscopic behaviour, at the level of our experiment. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 46 REVERSIBILITE ____________________________________________________________________ REVERSIBILITY ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ It works! ____________________________________________________________________ Ca marche ! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sophie, est ce qu’on pourrait de la même façon tirer un liquide ou même un gaz, dans cette sorte de moteur linéaire. ____________________________________________________________________ Sophie, can we pull a liquid, or event a gas, in the same way, a sort of LINEAR MOTOR ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ bien entendu … (*) ____________________________________________________________________ of course … (*) ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ en enroulant le moteur linéaire, Anselme a retrouvé la ROUE DE BARLOW, fonctionnant cette fois comme un MOTEUR, et qui est utilisée pour mesurer le débit de couran,t dans les compteurs. ____________________________________________________________________ by rolling up the linear motor, Archibald has rediscovered the BARLOW’S WHEEL, but now working as a MOTOR, which he’s using to measure the current flow in the meters ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ En mettant en jeu uniquement la loi définie page 40 ____________________________________________________________________ Using only the law defined on page 40 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ GENERATEUR - MOTEUR - ELECTRONS ____________________________________________________________________ GENERATOR - MOTOR - ELECTRONS ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ C’est tout à fait étonnant. La même machine peut être utilisée comme générateur de courant, ou comme moteur ____________________________________________________________________ It’s strange isn’it ? The same machine can be used as a generator and as a motor ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (*) Voir LE MUR DU SILENCE ____________________________________________________________________ (*) see THE SILENCE BARRIER ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 47 Vues sous cet angle, les machines électromagnétiques sont un moyen commode de transmettre de l’énergie ____________________________________________________________________ Looked at like that, electromagnetic machines are a practical way of transmitting energy ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ on peut faire la même chose avec une turbine ____________________________________________________________________ We can do the same with a turbine ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ voyons, en reliant les manivelles entre elles, on devrait pouvoir réaliser un MOUVEMENT PERPETUEL ____________________________________________________________________ By linking the handles you should be able to create PERPETUAL MOTION ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Léon, tu sais bien que dans des conduits l’énergie se dissipe par suite des frottements ____________________________________________________________________ Leon, you know quite well that energy is dissipated in conductors through friction ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Dans les conducteurs électriques, immobiles ou en mouvement, le mouvement des charges électriques s’accompagne de nombreuses collisions avec les particules non chargées. ____________________________________________________________________ In electrical conductors, stationary of moving, electric charges are accompanied by numerous collisions with non charged particles ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Avancez ! ____________________________________________________________________ Move along there! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ tu as vu celui-là, comme il m’a coupé la route ____________________________________________________________________ did you see the way he cut across ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ même en stationnement on est embêté ! ____________________________________________________________________ Even when we’ve parked we get into trouble ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ regardez cela ! mais regardez cela! ____________________________________________________________________ Look at that, just look at that! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ils traversent n’importe comment ! ____________________________________________________________________ They cross any old how ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ un atome tout neuf vous allez voir! ____________________________________________________________________ I’ll show you with your nice new atom! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ chéri, reste calme. ____________________________________________________________________ Darling, stay calm. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 48 RELATIVITE ____________________________________________________________________ RELATIVITY ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tirésias, tu sais, il me vient une bien drôle d’idée ____________________________________________________________________ Tiresias, I’ve just had a good idea ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ … il faut absolument que j’en ai le cœur net ____________________________________________________________________ … I need to be absolutely certain ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ j’ai collé ces ensembles d’aimants sur les courroies ____________________________________________________________________ I’ve stuck these group of magnets onto drive belts ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ DISQUE FIXE –AIMANT ROTATIF – AIMANT MOBILE – CONDUCTEUR FIXE ____________________________________________________________________ FIXED DISK – ROTATING MAGNET – MOBLE MAGNET – FIXED CONDUCTOR ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Au lieu de déplacer un conducteur dans les lignes de force d’un champ magnétique (constant dans la région d’interaction), j’immobilise le conducteur et… je fais tourner le champ ! ____________________________________________________________________ Instead of moving the conductor along the force lines of a magnetic field (constant in the interaction region), I immobilise the conductor and… I turn the field! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ complètement diabolique ____________________________________________________________________ blinkin’ diabolical ! ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 49 LES AIMANTS ____________________________________________________________________ MAGNETS ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Regarde : je produis du courant, c’est net! ____________________________________________________________________ Look, I’m producing a current, that’s certain ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Cela veut simplement dire que, dans la FORCE DE LAPLACE, ce qui compte, c’est la vitesse des charges et de l’aimant L’UN PAR RAPPORT A L’AUTRE ____________________________________________________________________ That just means that in the LAPLACE FORCE, what counts is the speed of the charges and the magnet IN RELATION TO EACH OTHER ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sophie, qu’est ce que c’est qu’un CHAMP MAGNETIQUE ____________________________________________________________________ Sophie, what’s a MAGNETIC FIELD ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ La bonne question serait: à quoi ca sert ? ____________________________________________________________________ A better question would be : WHAT USE IS IT ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ comment, à quoi ca sert ? ____________________________________________________________________ What do you mean, what use is it ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Deux charges électriques au repos s’attirent ou se repoussent, selon qu’elles sont de signes contraires ou de même signe. ____________________________________________________________________ Two electric charges at rest attract or repel each other according to whether they have the same or different signs ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et elles subissent aussi une force quand elles se meuvent par rapport aux lignes de force d’un champ magnétique. ____________________________________________________________________ and they are also subject to a force when they move in relation to the lines of force in a magnetic field. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ D’accord mais qu’est ce qui crée ce champ magnétique ? ____________________________________________________________________ OK, but what creates these magnetic fields? ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 50 Mouvement des électrons ____________________________________________________________________ electron movement ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ C’est le courant ____________________________________________________________________ It’s current ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sans oublier qu’à cause de ces fichus scientifiques, le sens conventionnel du courant est inverse de celui du mouvement des électrons ____________________________________________________________________ And don’t forget that because of awkward scientists the conventional direction of the current is the opposite of that of the moving electrons ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais il n’y a pas de courant dans un aimant permanent ____________________________________________________________________ But there isn’t any current in a permanent magnet ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Chaque atome peut être considéré comme un aimant minuscule, dont le champ magnétique est créé par le mouvement orbital des électrons autour du noyau. Dans un aimant permanent ces mini-aimants sont parallèles entre eux. ____________________________________________________________________ Each atom can be considered to be a minuscule magnet whose magnetic field is created by the orbital movement of the electrons around the nucleus. In a permanent magnet these minimagnets are lined up parallel to each other. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ bon, les aimants agissent sur les charges électriques en mouvement qui coupent les lignes de force du champ magnétique qu’ils créent. Mais pourquoi agissent-ils l’un sur l’autre ? ____________________________________________________________________ The magnets act on the moving electric charges which cut the force lines of the magnetic field they create. Bt why do they act on each other? ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 51 si je mets deux spires face à face, parcourues par des courants de même sens, les électrons sont soumis à une force tendant à : -dilater chaque spire -la rapprocher de l’autre spire ____________________________________________________________________ If I place two spires opposite each other, with currents running through them in the same direction, the electrons are submitted to a force tending to : -dilate each spire -bring the spires closer together ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Par contre, si j’inverse le sens de circulation des électrons dans la deuxième spire, la force de Laplace va tendre à : -contracter chaque spire -l’éloigner de l’autre spire ____________________________________________________________________ But if I reverse the direction of flow of the electrons in the second spire the Laplace force will tend to : -make each spire contract -push this spire away from the other one ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ en gros, c’est comme ça que ça se passe avec les atomes des deux aimants. ____________________________________________________________________ It’s a bit like what happens with the atoms of two magnets ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ électron ____________________________________________________________________ electron ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Mais d’après le schéma de tout à l’heure, une spire reste insensible à un champ magnétique uniforme dirigé selon son axe, non ? ____________________________________________________________________ Yes but according to the diagram of earlier, a spire is not affected by a uniform magnetic field applied in the direction of its axis. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ De même qu’un barreau aimanté est totalement insensible à un champ magnétique dirigé selon son axe ____________________________________________________________________ In the same way as a bar magnetic field is not affected by a uniform field applied in the direction of its axis ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Logique, sinon, pour se propulser, il suffirait de s’accorcher à une boussole. ____________________________________________________________________ Logical, otherwise, to push itself forward it would just need to hold on to a good compass. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 52 Par contre, une spire placée dans un champ magnétique tend à tourner de telle façon que son propre champ s’aligne avec le premier. C’est le principe du GALVANOMETRE A CADRE MOBILE. Une boussole n’est rien d’autre qu’un ensemble de minuscules galvanomètres du même style. ____________________________________________________________________ However a spire placed in a magnetic field tends to turn in such a way that its own filed will line up with the first. This si the basis of the MOBLE FRAME GALVANOMETER. In fact a compass is nothing more than a collection of galvanometers of the same type. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Bon. Alors, est ce que quelqu’un peut m’expliquer pourquoi un aimant attire le fer et non le plomb, ou le sucre ? ____________________________________________________________________ So, can someone explain to me why a magnet attracts iron but not lead, or sugar? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ C’est simple : le atomes de fer sont aussi de petits aimants. De plus, ils jouissent d’une relative mobilité. Quand on rapproche un aimant suffisamment puissant, les atomes de fer tournent et s’alignent et le morceau de fer devient lui-même un aimant, dont le champ se superpose d’ailleurs au champ de l’aimant inducteur. ____________________________________________________________________ It’s simple : iron atoms are also little magnets. They also have a certain mobility. When approached by a sufficiently powerful magnet the iron atoms turn and align, and the iron itself also becomes a magnet whose field is superimposed on that of the inductor magnet. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Atomes “aimants” (orientations aléatoires) - atomes “aimants” orientés – le morceau de fer est devenu un aimant. - AIMANT ____________________________________________________________________ Atom “magnets” (varying orientation) – oriented atom “magnets” – the piece of iron has become a magnet - MAGNET ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Avec le sucre, zéro ____________________________________________________________________ Nothing with sugar ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ vu… ____________________________________________________________________ OK… ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 53 SPIRES - SOLENOIDE ____________________________________________________________________ SPIRES - SOLENOID ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Je comprends pourquoi on met un NOYAU DE FER dans les ELECTRO-AIMANTS. Celui renforce le champ propre créé par le système de spires ____________________________________________________________________ I understand now why we put an IRON CORE in LECTROMAGNETS. It reinforces the fields created in the systems by the spires. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Quand on retire l’aimant magnétiseur ou le solénoïde, les atomes-aimants du fer gardent, dans une certaine mesure, leur orientation… Il subsiste un MAGNETISME RESIDUEL. ____________________________________________________________________ When we take away the magnetizing magnet or the solenoid, the iron’s atom magnets will retain, up to a point, their orientation. A RESIDUAL MAGNETISM will subsist.. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ …que l’on pourra faire disparaître en redonnant leur mobilité aux atomes-aimants, en chauffant le fer, en le frappant, ou en soumettant à un champ magnétique variable, comme je l’avais fait pour les pigments du tube de télévision, qui avaient été accidentellement magnétisés, à l’aide d’un petit aimant fixé sur un crayon ____________________________________________________________________ and that we can make disappear by giving mobility back to the atom-magnets either by heating the iron, hitting it, or putting it in a variable magnetic field, as I did with a small magnet on a pencil for the pigments of the television tube that had been accidentally magnetised ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ BING ____________________________________________________________________ BING ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 54 DE NOUVEAU LA RELATIVITE ____________________________________________________________________ RELATIVITY AGAIN ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Je crois avoir compris : le champ magnétique est quelque chose qui a été inventé pour traduire le fait que les charges électriques EN MOUVEMENT interagissaient, et que cette force nouvelle, électrodynamique, ou électromagnétique, se surajoutait à la force de base, électrostatique ____________________________________________________________________ So if I’ve got it right :the magnetic field is something that was invented to describe the fact that MOVING electric charges interact, and that this new electrodynamic, or electromagnetic force is added to the basic, electrostatic force ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Comment mesurer un champ magnétique le plus objectivement possible ? ____________________________________________________________________ How can we measure a magnetic field as objectively as possible ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et bien on peut disposer parallèlement deux barres parcourues par le même courant électrique d’intensité I ____________________________________________________________________ Well we can put two rods parallels to each other and with an electric current of intensity I flowing through them ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Dans ces conditions, les deux barres subissent une attraction mutuelle égale ____________________________________________________________________ Dans ces conditions, les deux barres subissent une attraction mutuelle égale. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Caque barre combine son propre courant avec le champ magnétique créé pare l’autre barre ____________________________________________________________________ Each rod combines its own current in the magnetic field created by the other rod. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 55 On peut enrouler ces barres, ce qui fait que deux spires parcourues par des courants parallèles s’attirent ____________________________________________________________________ We could roll the rods so that they made two spires which, as they have parallel currents running through them, would move towards each other ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ comme on l’a déjà vu page 51 ____________________________________________________________________ as we saw already on page 51 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ courants ____________________________________________________________________ currents ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ De même on peut déposer des charges électriques de même signe sur de disques se faisant face et les faire tourner. Ceci est équivalent à des courants et s’accompagnera d’une force électromagnétique ____________________________________________________________________ In the same way we can send electric currents with the same sign through disks facing each other and so make them turn. This is equivalent to current and is accompanied by an electromagnetic force. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Regardez un peu cela ____________________________________________________________________ Just look at that… ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Je peux charger électriquement ces deux barres de verre ou de bakélite, en les frottant avec un chiffon de laine ____________________________________________________________________ I can charge two glass or bakelite rods electrically by rubbing them with a woolen cloth… ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Vitesse ____________________________________________________________________ Speed ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ les charges de même signe se repoussent, mais si ces barres se déplacent comme ceci, cela équivaudra à de courants parallèles et s’accompagnera d’une légère composante attractive ____________________________________________________________________ charges of the same sign will repel each other but if the rods move like this, it is equivalent to two parallel currents and will be accompanied by a slight attractive component ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 56 La terre tourne autour du soleil, qui lui-même tourne dans notre galaxie, la Voie lactée, à 234 km/s. Cette dernière se déplace peut-être par rapport à l’univers. Sophie, c’est formidable : en pointant ces deux barres parallèles, chargées électriquement, dans toutes les directions du ciel et en mesurant la force qui s’exerce entre elles, nous devrions pouvoir déterminer dans quelle direction nous nous déplaçons dans l’univers et à quelle vitesse ! ____________________________________________________________________ The earth moves around the sun which itself orbits in our galaxy, the Milky Way, at 234 km/h. The galaxy may also be moving in relation to the universe. It’s amazing Sophie : By pointing these two parallel, electrically charged rods to the sky in any direction and in measuring the force acting between them, we should be able to work out the direction of our movement in the universe and our speed ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ tu ne mesureras rien du tout! Cette FORCE ELECTROMAGNETIQUE, liée au MOUVEMENT n’est perceptible que par un observateur qui se déplace par rapport à ces charges. Or quel que soit notre mouvement, par rapport au soleil, par rapport à la galaxie ou au cosmos, nous allons à la même vitesse que ces barres. ____________________________________________________________________ No you won’t measuring anything. This ELECTROMAGNETIC FORCE, associated with MOVEMENT, is only perceptible by an observer who moves in relation to the charges. But whatever our movement, in relation to the sun, to the galaxy or the cosmos, we are moving at same speed as the rods ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ L’électromagnétisme est d’essence relativiste ____________________________________________________________________ Electromagnetism is essentially relativist ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Il est vrai que l’expérience suggérée par Anselme rappelle celle faire par MICHELSON (*) au début du siècle, et qui consistait à mesurer la vitesse de la lumière dans toutes les directions, pour découvrir le mouvement absolu de la Terre dans l’Univers. ____________________________________________________________________ It’s true that the experiment Archibald suggested recalls that of MICHELSON (*) atteh beginning of the twentieth century. It consisted of measuring the speed of light in all directions in order to discover the absolute direction of the earth in Universe ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Moi cela ne m’étonne pas parce qu’on m’a dit que la lumière était une onde électromagnétique ____________________________________________________________________ I can’t say I’m surprised because I was told that light was an electromagnetic wave ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (*) MICHELSON, physicien américain. Prix Nobel 1907 ____________________________________________________________________ (*) MICHELSON, Physician, Nobel prize 1907 ____________________________________________________________________ 57 Ainsi une simple maison peut receler des problèmes de nature relativiste ____________________________________________________________________ So an ordinary house can hold problems of a relativist nature! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ah, voilà un objet qui, de toute évidence fonctionne à l’électricité. Pourtant il n’y a rien qui tourne et pas d’électrodes. ____________________________________________________________________ Now here’s something that is obviously electric but nothing turns and there aren’t any electrodes ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ à quoi ça sert ? ____________________________________________________________________ what does it do ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tirésias, sors de là immédiatement! ____________________________________________________________________ Tiresias, come out of there immediately! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Pourquoi ? ____________________________________________________________________ Why ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ce système permet de transmettre de l’énergie à distance. S’il était mis en en marche tout seul tu aurais été cuit par induction. ____________________________________________________________________ This system allows the transmission of energy over a distance. If it turned itself on you would have been cooked by induction. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ cuit par induction ? ____________________________________________________________________ Cooked by induction ? ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 58 L’INDUCTION ____________________________________________________________________ INDUCTION ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Regarde. Anselme a mis cette spire de cuivre face à cet aimant permanent. Un certain nombre de lignes de force passent à l’intérieur et les autres à l’extérieur. ____________________________________________________________________ Look. Archibald has put a copper spire opposite a permanent magnet. A certain number of the force lines pass through the interior, the rest are outside. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Maintenant, il approche l’aimant de la spire, c’est à dire qu’il déplace en bloc le faisceau de lignes des lignes de force. Celles-ci coupent le métal de la spire et il en résulte une force électromagnétique qui agissant sur les électrons, se traduit par un courant INDUIT. ____________________________________________________________________ Now he’s bringing the magnet closer to the spire, in other words he is moving the group of force lines as a block. As they cross the metal of the spire an electromagnetic force results which, acting on electrons, in an INDUCED current ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Si ton aimant et ta spire sont immobiles l’un par rapport à l’autre, le courant s’annule ____________________________________________________________________ If the magnet and the spire are static in relation to each other, the current cancels itself out. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ par contre si tu tires sur l’aimant,, ton courant s’inverse. ____________________________________________________________________ But if you pull the magnet, the current is reversed ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Encore une n+unième application de la loi de LAPLACE ____________________________________________________________________ Yet one more application of LAPLACE’s law. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ champ magnétique – force agissant sur l’électron – vitesse – force agissant sur le proton ____________________________________________________________________ magnetic field – force acting on the electron – speed – force acting on the proton ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 59 Regarde Tiresias, j’ai modifié cette machine à vapeur en remplaçant le piston par un aimant, qui va ainsi faire un mouvement de va-et-vient, et créer dans la spire un COURANT ALTERNATIF ____________________________________________________________________ Look Tiresias, I’ve modified this steams engine by replacing the piston with a magnet, so you can make to-and-fromovements and create an ALTERNATING CURRENT in the spire ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Si le piston glisse sans frottement, nous aurons trouvé un moyen de produire gratuitement de l’énergie électrique, si on excepte, bien sûr, une petite perte par effet Joule dans la spire. ____________________________________________________________________ If the piston slides without friction we will have found a way to produce free electric energy, if we ignore, of course, a small loss through the Joule effect in the spire ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ aimant - spire ____________________________________________________________________ magnet - spire ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tu oublies que ce passage de courant va créer son propre champ magnétique, qui va s’opposer au mouvement du piston aimant (LOI DE LENZ). Il faudra donc fournir un TRAVAIL pour produire cette énergie ____________________________________________________________________ You’re forgetting that the passage of current will create its own magnetic field which will oppose the movement of the magnet piston (LENZ’s LAW). So WORK will have to be applied to produce energy. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ voilà donc une première génératrice de courant alternatif ____________________________________________________________________ So here is our first alternating current generator ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ PATACLONK ____________________________________________________________________ PATACLONK ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 60 Juste ciel! Qu’est ce que c’est que tout ça !? ____________________________________________________________________ Heavens ! whatever’s all that ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ BLEB ____________________________________________________________________ BLEB ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Tu connais Lanturlu. Il a simplement mis en application le principe du générateur. ____________________________________________________________________ You know what Higgins is like. He was just applying the principle of the generator ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ici au lieu de faire bouger la spire, il a fait bouger l’aimant ____________________________________________________________________ Instead of moving the spire he’s moving the magnet ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ CHTONK ____________________________________________________________________ SHTONK ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 61 Puisqu’on produit du courant alternative en agitant un ou plusieurs aimants devant une spire, que dis-tu de mon GENERATEUR-FAGOT? J’ai fixé des aimants sur des tiges flexibles. ____________________________________________________________________ As we’re producing alternating current by moving one or several magnets in front of a spire. I’ve invented this TWIGGO-GENERATOR. I’ve attached the magnets to flexible rods, twigs… ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ …quand je les lâches, ces tiges s’écartent et se rassemblent alternativement, et cela produit un courant alternatif dans la spire ____________________________________________________________________ … when I let them go they separate and come back together alternately and produce an alternating current in the spire. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Bon. Cette machine convertit en énergie électrique l’énergie emmagasinée dans les tiges, et alors ? ____________________________________________________________________ OK. This machine converts to electric energy the energy held in the twigs, and so what ? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Elle reproduit ce qui se passé quand on accroît le courant qui passe dans une spire. Tout se passe comme si de nouvelles lignes de force étaient crées à la surface de celle-ci, « comprimant » les anciennes comme un fagot. ____________________________________________________________________ It reproduces what happens when you increase the current passing through the spire. It’s as if new force lines are created on its surface which “compress” the old ones, like in a bundle of twigs. ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 62 CHAUFFAGE HF ____________________________________________________________________ HF HEATING ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Et vice-versa. Quand on réduit le courant, la spire « avale » les lignes de champ les nes après les autres, et le « fagot » se desserre. ____________________________________________________________________ And vice-versa. When we reduce the current the spire “swallows” the lines of the field one after the other and the bundle comes loose. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ RHEOSTAT – FAIBLE - FORT ____________________________________________________________________ RHEOSTAT – WEAK - STRONG ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Hop ! ____________________________________________________________________ Hop! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Cela explique pourquoi une spire parcourue par un courant alternatif peut transmettre à distance de l’énergie à une autre spire. ____________________________________________________________________ This explains why a spire transversed by an alternating current can transmit energy at a distance to another spire ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Quel intérêt ? ____________________________________________________________________ What’s the interest ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Solénoïde ____________________________________________________________________ Solenoid ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ fC’est un système de chauffage très efficace. On peut se rôtir complètement un doigt muni d’un anneau en le mettant dans un espace où règne un champ magnétique variable ____________________________________________________________________ It’s a very efficient heating system. We could completely cook a finger with a ring on it if it was put into a space surrounded by a variable magnetic field ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ On peut faire fondre des lingots ____________________________________________________________________ We can melt gold bars ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ On peut aussi faire chauffer des conducteurs dans la masse. Il se crée alors une infinité de boucles de courant ____________________________________________________________________ We can also heat up conductor blocks and create an infinity of current loops ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 63 EPILOGUE ____________________________________________________________________ EPILOGUE ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ On peut aussi chauffer un gaz à l’aide d’un bobinage parcouru par un courant à haute fréquence ____________________________________________________________________ We can also heat a gas by sending a high frequency current through a copil ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ bref on peut chauffer, cuire tout ce qui est suffisamment conducteur de l’électricité… ____________________________________________________________________ In short we can heat and cook anything that conducts electricity well enough… ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ qu’y a t il de si mystérieux dans cette grande boîte vide ? ____________________________________________________________________ what the big mystery about this little box ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ y compris des escargots! ____________________________________________________________________ …including snails! ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ CE voyage à travers l’électromagnétisme a été tout à fait passionnant ____________________________________________________________________ This journey through electromagnetism was absolutely fascinating ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Oui, qui aurait cru qu’une simple maison puisse receler des problèmes scientifiques aussi pointus? ____________________________________________________________________ Yes, who would have thought that an ordinary house could hold so many important scientific problems in it? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ J’ai une autre expérience à vosu proposer qui touche à la fois à l’électromagnétisme et à la mécanique des fluides ... ____________________________________________________________________ I’ve got another experiment to propose, it concerns electromagnetism and fluid mechanics... ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Ah bon, qu’est ce que c’est ? ____________________________________________________________________ Ah good, what is it ? ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 64 RRRR ___________________________________________________________________ RRRR ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
